基于TRIO运动控制器MC464的实时以太网多轴伺服控制系统
运动控制器通常用“脉冲/方向”或“+/-10V+电机位置反馈”的指令信号控制步进电机或伺服电机。如果设备中的伺服电机数量较多,控制信号电缆的制作、布线、后期维护等工作都将面临极大挑战。庞杂的布线将增加控制系统遭受电磁干扰的几率,大量的线缆也会因断线或接头松动而降低系统可靠性。随着自动化水平不断提高,工业设备控制系统中用到的电机数量越来越多,上述问题也将越来越突出。因此,数字总线技术在多轴网络伺服控制中得到越来越广泛的应用。
要实现网络化多轴伺服控制,运动控制器和伺服驱动器需要有相匹配的网络接口和相兼容的软件协议。用户在系统设计过程中,往往会被较高的成本,或运动控制器与伺服驱动器之间的协议兼容性所困扰。下面以TRIO运动控制器MC464与松下A4N网络化伺服驱动器为例,介绍一种经济适用、稳定成熟的网络化多轴伺服控制方案。
松下公司于2006年推出具有以太网络接口的A4N系列伺服驱动器,采用Realtime Express(实时特快)软件协议,主要性能指标如下:
使用全双工实时高速通信,可进行同步控制
32个轴指令更新周期为0.5ms
节点间电缆长度最长为60m
可直接使用市售的局域网电缆
抗噪音性能好 (符合IEC61000-4-4)
单个网络最大32轴
MC464是英国TRIO运动控制技术公司于2008年推出的一款64位高性能运动控制器,采用模块化结构,MC4 Panasonic模块就是TRIO公司基于松下Realtime Express协议开发的网路化伺服控制模块,与松下A4N伺服驱动器可无缝连接。一台MC464可以安装两个MC4 Panasonic模块,实现最多64轴的伺服控制。对于多于64轴的控制系统,可以采用多台MC464运动控制器,用PC等上位控制系统进行统一协调调度。
由MC464和松下A4N伺服驱动器组成的网络化伺服控制系统如下图示:
用户安装此网络的步骤非常简单:
-1,用合适的电缆将主电源、电机、反馈信号与A4N驱动器连接起来
-2,用带RJ45接头的网线将运动该控制器MC464与A4N驱动器连接起来,并开启电源
-3,系统启动后,MC464将自动识别连接到网络上的A4N驱动器,并自动安装支持软件
系统上电后,运动控制器MC464将通过MC4 Panasonic模块自动识别连接到网络中的A4N驱动器。在MotionPerfect调试软件中,点击 (Inteligent Drives)即可查看各伺服驱动器的地址、轴号、型号等信息。在MotionPerfect的轴参数窗口中,用户可以查看MC464自动识别出来的轴类型(Atype)等参数信息。
MC464自动完成与松下A4N驱动器之间的以太网络通讯,编程者完全不需关心通讯的细节
过程,而把A4N网络化伺服驱动器当做普通的用脉冲方式(或模拟量方式)控制的运动轴一样进行编程控制。
如:Units=2500
Speed=5
Accel=50
Decal=50
Move(100)
用户还可以在TRIO的调试软件MotionPerfect中,完成对松下A4N驱动器进行状态监视、参数设置等调试工作
控制器MC464与A4N驱动器之间通过实时确定的高速以太网传输运动指令和驱动器状态信
息,网络传输速度为100Mbps,64个运动轴的指令更新周期为仅为1ms,可实现各运动轴之间精确同步控制。
由于控制器MC464与松下A4N驱动器的信号通过双绞屏蔽的以太网电缆传输,抗干扰性能
强,确保控制系统在强电磁干扰的现场环境也能稳定可靠地工作。
轻松扩展
MC464独特的模块化结构模式,允许用户通过不同的模块进行灵活的功能扩展。除了MC4
Panasonic模块外,用户还可以利用功能模块将其他类型的伺服电机、驱动器或反馈元件添加到系统中,与松下A4N网络伺服一起协调工作。
具有网络接口的松下A4N网络化伺服驱动器与目前市场上广泛使用的A4系列驱动器相比,
价格相差无几,电机部分仍然用A4系列的交流伺服电机。运动轴数越多,分摊到每轴的运动控制器成本越低,因此,此方案具有较高的性价比。
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